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糖尿病によるミトコンドリア内へのカルシウム流入の低下が心筋の拡張障害に果たす役割

研究課題

研究課題/領域番号 19K08507
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分53020:循環器内科学関連
研究機関東北大学

研究代表者

進藤 千代彦  東北大学, 医学系研究科, 名誉教授 (10216228)

研究分担者 三浦 昌人  東北大学, 医学系研究科, 教授 (30302110)
研究期間 (年度) 2019-04-01 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2019年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード拡張障害 / 糖尿病 / ミトコンドリア / カルシウム / 心室筋 / グルコース値 / 心筋就職力 / 心筋収縮力 / カルシウム・ユニポーター / 心筋拡張障害
研究開始時の研究の概要

心筋の拡張能障害を特徴の一つとする収縮の保たれた心不全が増加しているが、エビデンスのある治療法は未だ確立していない。本研究では、血糖値の上昇によるミトコンドリア内部へのカルシウム流入の低下が、ミトコンドリア内部のATP産生を低下させることよって心筋の拡張能障害を引き起こすのではないか、という仮説のもとに以下の解明を目指す。
1) 糖尿病ラットにおけるミトコンドリア内カルシウムと心筋拡張能の関係の解明
2) 心筋特異的ミトコンドリア・カルシウム・ユニポーター(MCU)欠損マウスを用いた糖尿病における MCU活性と心筋拡張能の関係の解明

研究成果の概要

糖尿病では、その約半数が心筋の拡張能障害を呈すること、ミトコンドリア・カルシウム・ユニポーター(MCU)を介したミトコンドリア内部へのカルシウム流入が低下することが知られている。本研究では、血糖値の上昇によるミトコンドリアへのカルシウム流入の低下が心筋の拡張能障害に関与するのではないか、という仮説の基に以下を明らかにした。1) グルコース値の上昇が催不整脈性を亢進させ、収縮能を低下させた、2)糖尿病ラットではMCUの発現が低下し、拡張能が低下した。これらの解明は、MCUを標的とした全く新しい発想からの糖尿病患者の拡張障害の治療に繋がる可能性がある。

研究成果の学術的意義や社会的意義

2011年にミトコンドリア・カルシウム・ユニポーターMCUタンパクが特定されて以来、その制御因子を含めたミトコンドリア内へのカルシウム流入に関する研究が急速に進んでいる。このミトコンドリア内カルシウムがATP産生に関与すること、ミトコンドリア膜透過性遷移孔の開口による細胞死に関与することなど多くのことが明らかになりつつある。その一方で、臨床的には人口の高齢化により糖尿病患者の増加、拡張障害による心不全患者の増加が問題となっている。本研究は糖尿病におけるミトコンドリア内へのカルシウム流入の低下が心筋の拡張障害に関与することを示唆するものであり、これまでの国内外の研究を結びつけるものである。

報告書

(4件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 研究成果

    (20件)

すべて 2022 2021 2020 2019

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (16件) (うち国際学会 6件)

  • [雑誌論文] Effect of transient elevation of glucose on contractile properties in non-diabetic rat cardiac muscle2021

    • 著者名/発表者名
      Miura M, Hasegawa T, Matsumoto A, Nishiyama M, Someya Y, Satoh W, Kumasaka K, Shindoh C, Sato H
    • 雑誌名

      Heart Vessels

      巻: 36 号: 4 ページ: 568-576

    • DOI

      10.1007/s00380-020-01726-6

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Transient Elevation of Glucose Increases Arrhythmia Susceptibility in Non-Diabetic Rat Trabeculae With Non-Uniform Contraction2020

    • 著者名/発表者名
      Miura M (Corresponding Author), Handoh T, Taguchi Y, Hasegawa T, Takahashi Y, Morita N, Matsumoto A, Shindoh C, Sato H
    • 雑誌名

      Circulation Journal

      巻: 84 号: 4 ページ: 551-558

    • DOI

      10.1253/circj.CJ-19-0715

    • NAID

      130007815608

    • ISSN
      1346-9843, 1347-4820
    • 年月日
      2020-03-25
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書 2019 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Low-intensity pulsed ultrasound ameliorates cardiac diastolic dysfunction in mice: A possible novel therapy for heart failure with preserved left ventricular ejection fraction2020

    • 著者名/発表者名
      Monma Y, Shindo T, Eguchi K, Kurosawa R, Kagaya Y, Ikumi Y, Ichijo S, Nakata T, Miyata S, Matsumoto A, Sato H, Miura M, Kanai H, Shimokawa H
    • 雑誌名

      Cardiovasc Res

      巻: 117 号: 5 ページ: 1325

    • DOI

      10.1093/cvr/cvaa221

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Mechano-Electric and Mechano-Chemo-Transduction in Cardiomyocytes2020

    • 著者名/発表者名
      Izu LT, Kohl P, Boyden PA, Miura M, Banyasz T, Chiamvimonvat N, Trayanova N, Bers DM, Chen-Izu Y
    • 雑誌名

      J Physiol

      巻: 598.7 号: 7 ページ: 1285-1305

    • DOI

      10.1113/jp276494

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / 国際共著
  • [学会発表] Stretch-activated Channels Play No Roles in Stretch-induced Twitch Contractions in Intact Rat Trabeculae2022

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Wakako Satoh, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Masahito Miura
    • 学会等名
      第86回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] Ca2+ Within the Mitochondria Can Affect the Occurrence of Triggered Arrhythmias in Rats with Right Ventricular Hypertrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kumasaka, Haruka Sato, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Masahito Miura
    • 学会等名
      American Heart Association meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial Connexin43 Can be Involved in the Occurrence of Arrhythmias2021

    • 著者名/発表者名
      Wakako Satoh, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      American Heart Association meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] CMR Feature Tracking Can Estimate Right Ventricular Functional Reserve in Rats with Pulmonary Arterial Hypertension2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Kazunori Kumasaka, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Kawashima Ryuta, Masahito Miura
    • 学会等名
      American Heart Association meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Muscle stretching induces twitch contractions without activation of stretch-activated channels in intact rat trabeculae2021

    • 著者名/発表者名
      Wakako Satoh, Haruka Sato, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Masahito Miura
    • 学会等名
      European Society of Cardiology Congress
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 is involved in the occurrence of arrhythmias with modulation of mitochondrial KATP channels2021

    • 著者名/発表者名
      Wakako Satoh, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      Heart Rhythm meeting
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects the occurrence of arrhythmias with modulation of mitochondrial KATP channels2021

    • 著者名/発表者名
      Wakako Satoh, Masami Nishiyama, Yuka Someya, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Ca2+ within the mitochondria in involved in the occurrence of arrhythmias in rat right ventricular hypertrophy2021

    • 著者名/発表者名
      Kazunori Kumasaka, Yuka Someya, Wakako Satoh, Masami Nishiyama, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Right ventricular strain by CMR is an important parameter to assess right ventricular functional reserve with pulmonary arterial hypertension2021

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Yuka Someya, Masami Nishiyama, Wakako Satoh, Kazunori Kumasaka, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Masahito Miura
    • 学会等名
      第85回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects arrhythmogenesis with modulation of mitochondrial KATP channels2020

    • 著者名/発表者名
      Masami Nishiyama, Yuka Someya, Kazunori Kumasaka, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Ca2+ loading within mitochondria affects arrhythmogenesis in rat right ventricular hypertrophy2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Someya, Masami Nishiyama, Kazunori Kumasaka, Wakako Satoh, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Right ventricular longitudinal strain with CMR can more accurately estimate right ventricular functional reserve in rats with pulmonary arterial hypertension2020

    • 著者名/発表者名
      Haruka Sato, Yuka Someya, Yui Takahashi, Masami Nishiyama, Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Takuya Ueda, Ryuta Kawashima, Masahito Miura
    • 学会等名
      ESC Congress 2020
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitochondrial connexin43 affects the occurrence of arrhythmias with the modulation of mitochondrial KATP channels2020

    • 著者名/発表者名
      Masami Nishiyama, Natsuki Morita, Yuka Someya, Yui Takahashi, Ayana Matsumoto, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Right ventricular longitudinal strain with CMR more accurately estimates right ventricular contractile properties in rats with pulmonary arterial hypertension2020

    • 著者名/発表者名
      Yuka Someya, Yui Takahashi, Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Masami Nishiyama, Chiyohiko Shindoh, Hideki Ota, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第84回日本循環器学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] Mitochondrial Connexin43 and mitochondrial KATP channels affects the occurrence of arrhythmias2019

    • 著者名/発表者名
      Masami Nishiyama, Natsuki Morita, Yuka Someya, Yui Takahashi, Ayana Matsumoto, Chiyohiko Shindoh, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      92nd American Heart Association meeting
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Elevation of glucose increases arrhythmias in rat myocardium with nonuniform contraction2019

    • 著者名/発表者名
      Ayana Matsumoto, Natsuki Morita, Yui Takahashi, Haruka Sato, Masahito Miura
    • 学会等名
      第66回日本不整脈心電学会学術大会
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書

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公開日: 2019-04-18   更新日: 2023-01-30  

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